弯扭组合变形的数学思考

用达布矢Ω的微分几何性质来描述材料力学杆件的弯扭组合变形是一个好主意．不仅Ω能全面地表达杆件的弯扭组合变形，而且可以建立一个全新的刚度条件：｜Ω｜≤［Ω］     

超塑变形中的多机制效应

通过电镜观察发现:在超塑变形中由于微观组织的差异,不同晶粒的变形行为不同,因此产生了多机制效应。总应变速度为三种主要变形机制(扩散蠕变,晶界滑移和位错蠕变)产生的应变速率之和.在铝锌镁合金中测量了各机制对总变形的贡献,验证了多机制效应的存在.     

纤维复合材料杆件等温度膨胀系数预报方法研究

航天飞行器的桁架结构,都要求在空间的交变温度环境中具有高度的几何尺寸稳定性,即所谓零膨胀持性,本文在梁的高阶变形理论和三维应力应变关系的基础上,给出了杆件轴向等温度膨胀系数的预报方法,为膨胀零杆件的设计的温度变形计算提供了简便而有效的方法。     

基于应变能法的大跨度钢桁架四吊点选取分析

对应变能法应用于吊点选择进行了可行性分析,并根据结构吊装吊点约束数量,在所有节点变量空间内进行组合计算,通过计算得到的内力结果计算桁架的应变能,对不同的应变能结果进行排序,得到最小的应变能,这时结构单元的杆件内力和节点位移都处于一个较合理的状态,吊点约束组合就可以认为是最佳吊点组合。结合重庆某厂房工程,运用ANSYS软件的进行应变能数值模拟分析,并对得出的吊点使用MIDAS软件分析验证了3种施工工况条件下大跨度钢桁架分段吊装施工的应力应变情况,保证了吊点选取的安全性和科学性。     

具有两个对称轴的开(闭)口薄壁杆件弯曲和约束扭转振动的单元动刚度分析

本文对具有两个对称轴的开(闭)口薄壁杆件在弯曲和约束扭转振动的情况下对单元的动刚度进行分析,应用薄壁杆件在无分布力偶作用下时约束扭转的静变形曲线作为形函数求出杆单元的动能及应变能表达式,从而得出杆单元的刚度矩阵和惯性矩阵。     

考虑腹板斜裂缝的钢筋混凝土梁剪切变形测试分析

为研究腹板斜裂缝对钢筋混凝土梁剪切变形的影响程度,设计制作了以大标距机械式应变计为基础的框格应变测量装置,并通过模型试验等手段开展了测试与分析。试验采用1组小剪跨比混凝土工字梁试件,有等高度和变高度2种截面形式;在每个试件的腹板外侧,布置了5个框格应变测量装置,通过测量每一框格5个杆件的应变,应用理论模型推算出不同位置处框格的弯曲应变和剪切应变,实现斜裂缝开展前后应变的连续观测。研究结果表明:框格测试装置能实现梁体剪切变形与弯曲变形精确分离;薄腹梁腹板开裂后,剪切变形在总变形中的比例超过50%,箍筋屈服时,剪切变形可达到总变形的90%左右;配箍率与有效抗剪高度对开裂后剪切变形有显著影响;应用框格大标距的测试方法,有助于推动弹塑性极限状态下混凝土梁抗剪刚度的深入研究。     

1t电动平衡吊杆件变形分析及解决方法

杆件变形量是影响平衡吊平行四边形机构随遇平衡的重要因素之一。文章以承载1t的电动平衡吊设计为基础,建立包含不同杆件厚度、不同杆件截面形状、有或无焊接加强筋的杆件组模型;选择一个极限位置,分别在考虑和忽略杆件自重和平衡锤重力影响下,利用Abaqus软件分析在同样加载条件下模型组中各杆件的变形量和应力值大小。分析结果证明,对于较高承载的平衡吊设计,选择适当增加杆件厚度、变截面杆件以及起重臂焊接加强筋等方法可以有效减小变形量。     

铸件变形的实验研究

通过测量Ａｌ－Ｃｕ４．５％合金Ｔ形杆件的冷却曲线，变形曲线及挠度曲线，研究了铸件变形的产生过程及各种影响因素与铸件变形的关系。结果表明：Ｔ形杆件变形起始于杆件完全凝固之前，主要发生在高温冷却阶段；Ｔ形杆件的变形挠度曲线方程为ｙ＝ａｘ＾２，方程中系数ａ随杆件截面比增大而增大，但随杆件长度改变而变化很小。     

扁桁架结构稳定分析几何非线性临界点-欧拉理论

研究了扁桁架结构的稳定性问题,提出了中等扁度桁架稳定分析的几何非线性临界点-欧拉理论.引入杆件应变能密度为1的条件,以欧拉稳定条件为约束,在精确的变形-位移下构造了高精度的迭代方法,准确地求解了杆件截面积和内力的稳定临界解.给出了数值例题,说明了该理论的有效性,并对已有的各种稳定性分析理论进行了评述.     

基于改进遗传算法的阻尼器位置与数量优化分析

为实现大跨网架结构上黏滞阻尼器位置和数量的优化,以替换杆件模态应变能百分比之和取得最大值为目标函数,以结构节点位移、加速度和杆件应力的峰值为优化控制指标,采用Matlab编写并验证改进的遗传算法优化程序.基于优化结果,采用ANSYS对网架结构在多遇、罕遇地震作用下的震动控制效果进行数值模拟对比分析.结果表明,阻尼器优化布置方案减震效果良好,明显改善结构受力状况;以安全性及经济性为优化目标,得到最佳方案,总结出大跨网架中黏滞阻尼器的布置规律,对实际工程减震设计具有参考意义.     

球与定轴转动杆在完全弹性碰撞过程中的能量转换(b)

通过求解球与定轴转动杆完全弹性碰撞过程的非线笥动力学微分方程组,研究了碰撞过程中动能与压缩变形能之间的相互转换。得出了碰撞始末球的平动动能与杆绕定轴的转动动能之和明显不守恒的结论。     

形状记忆合金受弯杆横截面上的应力分布

从Brinson本构理论出发，将材料沿构件的纵向等效成若干纤维丝的组合，并假定在受力时由这些纤维丝组合而成的横断面上的应变大小沿着截面高度呈线性变化，即同一横断面的变形符合平截面假定，从而建立起形状记忆合金在弯矩作用下截面上的应力沿截面高度的关系式。通过实例分析，认为构件在弯矩作用下横断面上的应力沿截面高度呈非线性分布，并有明显的相变点；同时发现在相同的应变情况下，加载时的应力明显大于卸载时应力，出现应力滞后，因此认为形状记忆合金可以作为弯矩作用下的耗能材料。     

循环加卸载下饱和岩石变形破坏的损伤与能量分析

以中关铁矿深部饱水闪长岩单轴循环加卸载的室内力学试验结果为基础,结合线弹性损伤力学理论,针对饱和岩石在单轴循环加卸载作用下的变形、损伤及能耗特性进行了研究.结果表明:每一级加载与卸载过程的应力-应变曲线均呈内凹形,随着循环次数及应力水平的增加,塑性滞回曲线向应变增大的方向移动,且应变中不可恢复的变形逐渐减小;轴向应变、横向应变和体应变的绝对损伤参数与累积损伤参数均随循环次数及应力水平的增大而增大,且三者的变化趋势基本一致;能量耗散值与循环的次数近似呈线性关系,后一循环的能耗不等于前几次循环能耗之和.     

不锈钢钢筋等截面替代RC梁撞击力学性能试验研究

利用不锈钢钢筋等截面替代普通钢筋混凝土梁中的受力钢筋解决海洋环境中钢筋腐蚀等问题,采用国内先进的超高重型落锤冲击试验机系统对六根钢筋混凝土梁进行竖向抗冲击试验,采集撞击过程中的冲击作用力、试件测点的位移和应变,并进行分析.结果表明:(1)配筋率较小时(0.21%～0.58%),不锈钢钢筋等截面替代普通钢筋后能有效提高梁整体刚度及弹性恢复能力,降低结构变形,可采用不锈钢钢筋等截面替代普通钢筋解决钢筋腐蚀问题;(2)配筋率较大时(1.04%～2.20%),不锈钢钢筋等截面替代普通钢筋后延性较差,特别是冲击能量较高时,脆性性质更加明显.     

水下爆炸载荷作用下浮体模型变形机理研究

为揭示舰船底板在水下爆炸载荷下的变形机理,设计水面浮体模型,进行实验研究和理论分析. 考虑近距离爆炸球面波效应,得到了模型获得的冲击波能量. 将聚偏氟乙烯计测得的壁压时程作为浮体模型的输入载荷,并计及模型浮力的变化,得到了模型的最大动能. 考虑膜力拉伸应变和弯曲应变的耦合效应,使用拟合的底板挠曲面函数,得到了模型底板的塑性变形能. 将模型的动能与塑性变形能之和除以冲击波能与气泡能之和,得到了模型的能量利用率. 结果表明:能量利用率随量纲一的数Φ的增加先增加后减小,当Φ在50～90时,浮体模型对水下爆炸能量的利用率达到最高,达到20%～30%.      

大变形扭转剪应变定义的误差分析

以变形前互相垂直线元角度改变量的正切为工程剪应变的度量,考虑圆杆塑性大变形扭转的Swift效应或轴向伸长效应,从变形分析角度指出,实心圆杆大变形扭转时从变形分析角度给出的定义能够准确描述剪应变,而由小变形推广得到的两种定义将产生误差.黄铜实心圆杆塑性大变形扭转的结果进一步表明,在小变形情况下,三种剪应变定义均适用,随着变形的增加,由小变形推广得到的两种剪应变定义将产生的误差也增加.     

正交各向异性弹塑性材料拉伸颈缩的数值模拟

介绍了在乘法分解的基础上对正交各向异性弹塑材料进行有限变形计算的一种有限元方法 ,利用该方法考虑不同各向异性状态对正交各向异性材料圆棒试样的拉伸大应变颈缩过程进行了数值模拟。结果表明 :( 1 )材料塑性性质若在不同取向有明显差异 ,沿不同材料轴向拉伸反映的材料力学性能会有非常大的差别。这种差别在载荷和不同方向的径向颈缩位移上远较在颈部截面面积变化上明显 ;( 2 ) Hill的正交各向异性塑性理论并没有考虑晶体材料在各个与材料主轴平面有较大夹角的滑移面上容易发生剪切变形 ,所以不一定适于晶体塑性材料。同时本文研究进一步证实了作者建议的正交各向异性弹塑性有限变形计算方法的合理性。     

高聚物黏结炸药模拟材料冲剪实验下的动态变形破坏研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对一种高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料的冲剪实验进行加载. 利用高速摄影装置记录材料动态变形破坏过程,结合数字散斑相关技术,对典型加载条件下的位移场和应变场进行了分析,对PBX模拟材料动态变形破坏现象和机理进行了分析. 实验结果验证了DIC方法用于PBX模拟材料动态测量的可行性.     

棒材热连轧椭圆一圆孔型应变分布的有限元模拟

采用大变形弹塑性有限元法的显式动力学模块(ANSYS/LS-DYNA)对棒材热连轧时椭圆一圆孔型的应变场进行了有限元模拟。得到的应变分布规律,无论是“椭进圆”还是“圆进椭”均与理论结果一致,这表明利用ANSYS/LS-DYNA求解孔型中轧制的三维变形问题可为提高产品的尺寸精度提供设计依据;轧件头尾两端不但变形剧烈,而且变形不均严重,这是刚塑性交界面及外端的影响所致;利用有限元法求解椭圆—圆孔型中的三维变形问题可清楚地显示出轧件在孔型中金属的流动状态,这对提高棒材热连轧的稳定性具有重要的参考价值。     

棒材热连轧椭圆-圆孔型应变分布的有限元模拟

采用大变形弹塑性有限元法的显式动力学模块（ANSYS／LS—DYNA）对棒材热连轧时椭圆-圆孔型的应变场进行了有限元模拟。得到的应变分布规律，无论是“椭进圆”还是“圆进椭”均与理论结果一致，这表明利用ANSYS／LS—DYNA求解孔型中轧制的三维变形问题可为提高产品的尺寸精度提供设计依据；轧件头尾两端不但变形剧烈，而且变形不均严重，这是刚塑性交界面及外端的影响所致；利用有限元法求解椭圆-圆孔型中的三维变形问题可清楚地显示出轧件在孔型中金属的流动状态，这对提高棒材热连轧的稳定性具有重要的参考价值。